低浓度瓦斯输送管道的瓦斯爆炸传播试验性研究

在相同点火能量和点火位置情况下,试验研究了不同瓦斯浓度时,低浓度瓦斯爆炸在管道中火焰速度、时间和冲击波的变化规律,为实际应用中低浓度瓦斯输送安全保障措施的研究提供依据。

关于自动隔(抑)爆技术发展的几点探讨

阐述了世界上主要产煤国和我国的自动隔(抑)爆技术的发展现状,分析了目前自动隔(抑)爆技术装备的优缺点,探讨为解决其缺点的自动水雾隔(抑)爆技术装备实现方式,并指出今后自动隔(抑)爆技术的发展方向。

自动水幕抑爆快速触发器的研制

介绍了快速触发器的设计思路、功能、原理、主要技术指标的设计依据和实验,快速触发器为实现自动水幕方式抑爆提供了新的途径。

煤矿瓦斯爆炸水幕抑爆系统研究

介绍了一种新研制的水幕抑爆系统,并对其抑爆效果进行了实验验证。实验研究表明,水幕抑爆系统在一定条件下,能够有效地抑制井下瓦斯爆炸过程。水幕抑爆系统在喷嘴主要参数、安装方式、水幕间距确定情况下,抑爆效果主要与各装置安装位置、喷雾压力、喷雾强度和水幕带长度有关。水幕抑爆系统的研制,为有效抑制井下瓦斯爆炸提供了一种新型的方法,特别是对煤矿发生的二次爆炸或多次爆炸具有更好的抑制效果,而且可以降低由于爆炸反应升高的环境温度,保护水幕设施后的人员和设备,防止温度过高引起的二次爆炸。

瓦斯爆炸引起沉积煤尘卷扬爆炸的机理研究

运用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,分析了瓦斯爆炸引起沉积煤尘卷扬爆炸的机理,并分析了煤尘上扬的原因和爆炸后压力的变化规律。

煤矿瓦斯爆炸水幕隔爆效果实验研究

为了抑制和隔绝瓦斯煤尘爆炸事故,研制了水幕隔爆设施,对该设施的隔爆性能进行了实验。结果表明:细水雾对隔断瓦斯爆炸火焰的传播和衰减冲击波有显著的作用;要充分隔断瓦斯爆炸火焰的传播,水幕设施最少由10个喷雾环组成,形成水幕带最短长度为13.5 m,喷雾强度最小为17.43 L/(min·m2)。该研究可为研制新型的水幕隔爆系统提供重要的理论基础。

基于爆炸强度与隔爆屏障作用技术的巷道隔爆实验

为了提升煤矿瓦斯煤尘爆炸灾害的防治技术和效果,基于不同爆炸能量和隔爆屏障粉体质量浓度研究了大尺度巷道内主动隔爆系统的隔爆灭火性能。在敞开空间采用高速摄影技术测试了主动巷道隔爆系统隔爆屏障的形成过程及动态分布特征,隔爆器粉体能在120 ms时刻形成8.04 m^(2)有效断面,在1200 ms时刻覆盖20 m,在空间内持续作用5000 ms以上,得出驱动气体压力是影响隔爆屏障动态分布和覆盖距离的直接因素。在此基础上,采用断面7.2 m^(2)大型地下巷道,进行了瓦斯(煤尘)爆炸传播实验和隔爆实验,分析了实验过程中压力波、火焰阵面的传播特性。研究结果表明:粉体隔爆屏障能有效起到衰减压力波和扑灭爆炸火焰的作用,在粉体质量浓度较低时,爆炸火焰将穿越隔爆屏障,而随着质量浓度的增加,隔爆效果增强。在瓦斯隔爆实验中粉体质量浓度为277.8 g/m^(3)时,40 m位置爆炸超压衰减为36.4 kPa;在瓦斯煤尘爆炸隔爆实验中,粉体质量浓度为625.0 g/m^(3)时,70 m位置爆炸超压降低至54.0 kPa,对比同等强度的爆炸传播实验,最大压力下降率均大于60%。瓦斯(煤尘)爆炸隔爆实验中,驱动氮气和粉体所形成的隔爆屏障能有效起到冷却降温、隔绝窒息和消耗自由基的作用。随着粉体质量浓度的增加,爆炸火焰传播速度迅速下降,整个传播过程中的最大火焰速度位置前移,出现在隔爆器前端,爆炸火焰在隔爆器后20 m区域内被完全扑灭。

细水雾特性及煤粉制备系统抑尘抑爆技术研究

为了预防控制煤粉制备系统中细煤粉的泄漏危险和爆炸事故的发生,搭建了细水雾发生测试系统,测试了不同工作压力下,1种实心锥形喷嘴喷出的水雾的喷射雾化角、流量、粒径等特征参数。结果表明:随着喷雾压力的增加,水雾流量呈线性增加,粒径逐渐减小;当压力为2.0 MPa时,水流分散成粒径足够小的细水雾,流量为19.62 L/min,细水雾中值粒径为146.3μm。基于细水雾降尘、灭火抑爆机理,设计了抑尘抑爆系统,对煤粉制备系统不同区域的水雾供给流量、喷头数量进行了计算,研究了喷头的安装布置方式,为煤粉制备系统的安全运行提供了可靠保障。

抑爆粉剂浓度及粒度对瓦斯爆炸抑制效果的影响

抑爆粉剂的参数指标是影响隔抑爆装置抑制瓦斯爆炸效果的重要因素之一。通过20 L球形爆炸特性实验装置对多种不同抑爆粉剂浓度及粒度条件下的瓦斯爆炸特性参数进行了测试。研究表明:随着抑爆剂浓度的逐渐增加,瓦斯爆炸最大压力降低,最大压力上升速率降低,压力到达峰值时间延迟;在20 L密闭环境,粉剂粒度<15μm的条件下,当抑爆粉剂浓度增加到225 g/m^3时,瓦斯混合气体被完全惰化,失去爆炸性;在15~80μm抑爆粉剂粒度范围内,随着粒度的减小,抑爆性能先减弱后增强,在抑爆粉剂浓度为200 g/m^3时,15μm与70~80μm粉剂粒度最大爆炸压力分别下降了19.8%,17.8%,而40~50μm粒度爆炸压力下降了6.4%。

七氟丙烷抑制甲烷空气预混气体爆炸的实验研究

为寻找既环保又能抑制瓦斯爆炸的气体抑爆介质,解决瓦斯输送过程中的爆炸安全问题,分析了七氟丙烷作为抑爆介质的抑爆机理,并采用20 L爆炸特性测试系统,研究了不同体积分数的七氟丙烷对甲烷体积分数为9.5%的甲烷空气预混气体最大爆炸压力、最大压力上升速率和峰值压力的影响。研究发现:在实验条件下,点火延迟时间为60 ms时,七氟丙烷抑制甲烷空气预混气体爆炸的最低体积分数为17.4%;七氟丙烷体积分数为5%~17%时,随着其体积分数的增大,最大爆炸压力逐渐升高,最大压力上升速率增大,对甲烷空气预混气体爆炸有促进作用。研究表明,七氟丙烷可作为新型环保气体抑爆介质抑制瓦斯爆炸,但在使用过程中应根据使用场所合理确定七氟丙烷的用量。

细水雾抑制瓦斯爆炸试验研究

基于细水雾抑爆机理,将特定的细水雾环组安装于大型瓦斯煤尘爆炸试验巷道,研究不同喷雾压力下和不同细水雾环组长度对瓦斯爆炸的抑爆效果。试验结果表明,在试验条件下细水雾抑制瓦斯爆炸的效果与喷雾压力及细水雾环组长度有关,喷雾压力越大、细水雾环组长度越长,抑爆效果越好。

细水雾对非金属管材抗静电性能影响的试验研究

利用水降低管材表面电阻的原理,测试了细水雾在不同喷雾压力下,煤矿井下常用的PVC、PE管样品内外表面电阻率。研究结果表明:PVC、PE管内外表面平均电阻率随喷雾压力的增加均呈指数衰减函数降低;同等条件下,PVC、PE管内表面平均电阻率均小于外表面电阻率,而PVC管的表面电阻率要小于PE管;PVC管在试验中达到了抗静电性能的要求,更适合在煤矿井下使用。

细水雾粒度对瓦斯抑爆效果的影响研究

细水雾作为抑爆介质具有高效、环保等优点,受到越来越多的重视。以透明管道为基础搭建了细水雾抑制瓦斯爆炸的实验平台,通过改变喷嘴个数、喷雾压力研究了不同细水雾流量、粒度对瓦斯爆炸上限的影响。根据实验物理模型,进行了细水雾与瓦斯燃烧爆炸相互作用过程的数值模拟。结果表明:随着细水雾粒度变小,瓦斯爆炸上限降低,水雾粒度与爆炸上限呈一阶增加指数关系;细水雾粒度相对水雾流量在抑制瓦斯爆炸过程中起主导作用,190μm左右的细水雾粒度具有更好的抑爆效果。研究得出的规律性结论可以为细水雾抑爆技术及装备的研究提供理论基础。

柴油加氢反应器爆破超压变化规律的试验模拟研究

火灾爆炸是石油化工生产中的重大灾害之一。分析了柴油加氢反应器的工艺流程和爆炸危险性,认为柴油加氢反应器在特定的条件下有发生物理爆炸的危险,并在此基础上对不同尺寸的柴油加氢反应器模型,在特定爆破压力下,距爆破中心不同距离内爆破超压的变化规律进行了试验模拟研究。结果表明:爆破超压随时间呈"人"字形规律变化,超压呈现时间短且衰减快;ф600mm×1 000mm尺寸的柴油加氢反应器模型在距爆破中心2.2m位置处,爆破超压仍有0.087 MPa,可对人体和设备造成巨大的伤害和破坏,说明柴油加氢反应器尺寸越大,爆破超压越大,破坏力越强。该研究结果可为柴油加氢反应器物理爆炸事故的预防和控制提供理论基础。

铝粉爆炸无火焰泄压技术及装备研究

为有效防止粉尘爆炸泄爆引起的二次爆炸及火灾问题,基于泄压理论、消火机理,设计开发无火焰泄压装置,装置主要由消火结构、底座、爆破片及夹持机构组成,消火结构由不锈钢金属丝网组成。选择铝粉尘为测试粉尘,通过自建除尘系统试验平台进行试验研究。结果表明:无火焰泄压装置可成功阻止火焰传播,装置释放的冲击波在5 m外均小于5 kPa,除尘系统内部最大泄爆压力为0.1 MPa,装置前端火焰传播速度均大于100 m/s。

煤制油煤粉泄漏扩散防治技术研究

在煤制油生产过程中,煤粉泄漏极易造成火灾爆炸事故的发生,有效预防和控制煤粉泄漏扩散尤为重要。通过对某煤制油化工企业的备煤系统和气化装置煤粉加压输送工艺过程中煤粉的运行路线进行分析,详细讨论了各单元存在的煤粉泄漏危险源,研究得出了相应的煤粉泄漏扩散防治技术,并对重点区域水雾喷淋装置所需喷头数进行了计算分析,对煤制油行业有效预防和控制煤粉泄漏扩散事故具有重要意义。

硅酸盐矿物干燥剂对抑爆粉剂吸湿性及抑爆性能影响的试验研究

为研究以蒙脱石、海泡石和坡缕石为基料的硅酸盐矿物干燥剂对抑爆粉剂吸湿性能的影响,在煤矿试验巷道中对抑爆粉剂的吸湿率进行了测试,并利用20 L球形爆炸测试系统,研究了按不同质量比混合的抑爆粉剂与干燥剂对瓦斯爆炸的抑制效果。研究结果表明:随着时间的增加,经过坡缕石粉干燥后的抑爆剂吸湿率变化最小;在临界抑爆浓度300 g/m^3附近,最大爆炸压力和最大压力上升速率随抑爆粉剂加入量的增加而降低,峰值压力时间越滞后;当抑爆粉剂与坡缕石粉剂混合质量比大于等于5∶1时,能有效抑制住瓦斯爆炸火焰。

基于复合模型的干式除尘系统粉尘爆炸风险分析

为系统分析干式除尘系统的粉尘爆炸事故,提出一种基于粉尘爆炸特性参数的融合FMEA及DOW分析于一体的复合模型风险分析方法。首先利用FMEA方法对涉爆设备进行分析,确定引起爆炸的原因和造成的结果,辨识爆炸事故节点;然后在粉尘特性参数的基础上对事故节点进行爆炸可能性分析;最后对事故节点展开DOW分析,确定爆炸后果严重度,利用风险矩阵法确定事故节点的危险性等级,并提出相应的防范措施。同时,以某一木制品加工厂除尘系统为例,应用该复合模型风险分析方法,验证了其有效性和可行性。

气体抑爆剂抑制锂离子电池燃爆试验研究

为了研究气体抑爆剂抑制锂离子电池燃爆效果,采用HFC-227ea和CO_2作为抑爆介质进行灭火抑爆试验。研究表明,HFC-227ea和CO_2主要通过冷却降温方法抑制锂离子电池燃爆,HFC-227ea和CO_2均能够扑灭明火,降低燃烧温度,减弱爆炸强度;锂离子电池燃烧温度经历初始增长、急剧上升、衰减3个阶段,应在初始增长阶段采取灭火措施。

抑制瓦斯煤尘爆炸传播的主动喷粉抑爆技术

通过阐述主动喷粉抑爆技术的技术原理,分析总结瓦斯煤尘爆炸传播规律,认为主动喷粉抑爆技术的应用效果主要与抑爆粉剂浓度、主动喷粉抑爆技术装备动作时间及瓦斯煤尘爆炸传播规律有关;并通过大型地下试验巷道,模拟实际应用主动喷粉抑爆技术及装备抑制实际发生的瓦斯煤尘爆炸传播试验,分析了主动喷粉抑爆技术对爆炸火焰及冲击波压力的抑爆效果,验证了主动喷粉抑爆技术能够在爆炸初期抑制瓦斯煤尘爆炸传播。